شکل(2-7)شکل موج هاي ولتاژ – جريان و مدارمعادل مبدل باک – بوست : (الف) کليد وصل (ب) کليد کلیدقطع
شکل(2-8) مبدل باک – بوست مثبت
4.2.2.2 مبدل کاک
آرایشی که شامل ترکیب مبدل باک– بوست با اتصال سری، که ولتاژ خروجي بزرگتر يا کوچکتر از ولتاژ ورودي است و پلارتيه ولتاژ خروجي مخالف ولتاژ ورودي است، به نام مبدل کاک شناخته مي شود. که به نام مخترع خود از انيستيتوي تکنولوژي کاليفرنيا نام گذاري شده است]27[. شکل (2-9) مدار معادل آن را نشان داده است. عمل مداري اين مبدل در دو مرحله قابل بيان است:
شکل (2-9)مبدل کاک (Cuk)
مرحله اول: هنگامي آغاز مي شود که ترانزيستور SW در t=0 وصل مي شود. جريان عبوري از سلف (L1) افزايش مي يابد در همان موقع ولتاژ خازن (C1)، ديود هرزگرد(D) را در حالت باياس معکوس قرار داده و آن را قطع مي کند. بنابراين انرژي خازن(C1) به مداري که توسط خازن (C2)، سلف (L2) و بار تشکيل شده تحويل داده مي شود.
مرحله دوم : هنگامي آغاز مي شود که ترانزيستور SW در t=t1 قطع مي شود. خازن (C1) از منبع ورودي شارژ شده و انرژي ذخيره شده در سلف (L2)، به بار منتقل مي شود. ديود هرزگرد(D) در حالت باياس مستقيم قرار مي گيرد و همزمان با ترانزيستور SW در آن کليد زني صورت مي گيرد. شکل (2-10)مدار معادل حالت کليد زني مبدل کاک را نشان داده است.
شکل (2-10)مدار معادل مبدل کاک در حالت هاي کليد زني : الف) حالت وصل کليد ب) حالت قطع کليد
مبدل کاک بر اساس خاصيت انتقال انرژي خازني ساخته شده، درنتيجه جريان ورودي پيوسته مي باشد. تلفات کليدزني کم و راندمان زيادی دارد. درحالتي که کليد وصل است جريان هر دو سلف از آن عبور مي کند که پيک جريان کليد را افزايش مي دهد. شکل (2-11)، شکل موج هاي جريان – ولتاژ مبدل کاک را نشان داده است.
شکل (2-11) شکل موج هاي جريان و ولتاژ مبدل کاک در حالت هاي کليد زني
5.2.2.2 مبدل هاي تشديدي با کليدزني نرم
يک دسته جديد از مبدل هاي dc-dc درحوزه الکترونيک قدرت با نام مبدل هاي تشديدي با کليدزني نرم شناخته شده اند. کليدزني نرم بدين معني است که در يک يا چند کليد به کار رفته در مبدلdc-dc، تلفات کليدزني در حالت قطع و وصل شدن کليد حذف شده است. نوع دیگری از کليدزني که مطرح می شود، کليدزني سخت است که در آن هم حالت قطع و وصل کليدهاي قدرت در سطوح ولتاژ و جريان بالا انجام مي شود. بسياري از تکنيک هاي کليدزني نرم براي اصلاح رفتار کليدزني مبدل هاي تشديدي dc-dc وجود دارد. دو تکنيک مهم براي رسيدن به کليدزني نرم وجود دارد: کليد زني جريان صفر21 و کليد زني ولتاژ صفر22.
در ساختار مبدل تشدیدی با کليد زني نرم، يک شبکه تشديدLC اضافه مي گردد تا شکل موج جريان يا ولتاژ ادوات کليدزني را به صورت يک موج نيمه سينوسي شکل دهد تا يک شرط ولتاژ صفر يا جريان صفر را در مدار ايجاد کند. يک روش ايجاد نمودن يک پديده تشديد کامل در این مبدل ها، استفاده از ترکيبات سري يا موازي عناصر تشديد مي باشدکه برای dc-dc کردن آن از طريق يک طبقه اضافي يعني طبقه تشديد، که در آن سيگنال dc به سيگنال ac فرکانس بالا تبديل مي گردد، انجام مي گيرد. از نظر مداري، يک مبدل تشديد dc-dc را مي توان با سه بلوک مداري شرح داد.که شکل(2-12) نشان داده است.
شکل (2-12) مبدل تشديد با کليدزني نرم
نوع وارون ساز در مبدل های تشدیدی با کلید زنی نرم، از انواع مختلف ساختار هاي شبکه کليدزني به دست مي آيد. حالت تشديد،که به عنوان يک بلوک مياني بين ورودي و خروجي مبدل به کار گرفته مي شود، معمولا با يک شبکه دارای فيلتر فرکانس، ترکيب مي گردد. علت استفاده از اين شبکه، تنظيم نمودن جريان شبکه از منبع به بار است. از مبدل هاي تشديد با کليدزني نرم مي توان در مشعل هاي پلاسما با سطح تواني بالاتر از 30 کيلووات، استفاده کرد. از مبدل هاي تشديد سري با کليدزني ولتاژ صفر نيز مي توان در منابع توان پالسي ولتاژ بالا استفاده کرد. مزيت توپولوژي مبتني بر مبدل هاي تشديدي با کلیدزنی نرم ، شامل کموتاسيون طبيعي کليدهاي قدرت پلاسمایی مي باشد که منجر به کاهش تلفات قدرت کليدزني، افزايش راندمان و فرکانس کليدزني سیستم های توان پالسی مي شود و در نتيجه کاهش اندازه ، وزن سيستم و کاهش احتمالي تداخلات الکترومغناطيسي23 را به دنبال دارد. عيب مهم تکنيک هاي کليد زني ولتاژ يا جريان صفر در مبدل هاي تشديد آن است که براي تنظيم خروجي، نياز به کنترل فرکانس متغير است. كه به واسطه آن مدار کنترلی پيچيده تر می شود و هارمونيک هاي ناشی از تداخلات الکترومغناطيسي ناخواسته که در تغييرات زیاد بار توليد مي شود بسیار نامطلوب است.
با بررسي مقالات منتشر شده در مورد توپولوژی مبتنی بر مبدل هاي dc-dc توسط ادوات الکترونيک قدرت با توجه به انواع مبدل ها، در کاربردهاي مختلف منابع توان پالسی پلاسما، مي توان به نتایج جامعی در این باره دست یافت که چکیده آن در جدول های مقايسه اي (2-1) و (2-2) آمده است]28[.
جدول(2-1) شاخص هاي کليدي مبدل هاي dc – dc
رديف
نوع مبدل
مبدل
باک
مبدل بوست
مبدل
باک- بوست
مبدل
باک- بوست مثبت
مبدل
کاک
شاخصه ها
1
سطح ولتاژ خروجي
کمتر از ولتاژ ورودي
بيشتر از ولتاژ ورودي
هر دو حالت
هردو حالت
هر دو حالت
2
پلارتيه خروجي
موافق ورودي
موافق ورودي
مخالف ورودي
مخالف ورودي
مخالف ورودي
3
سطح عايقي
کم
کم
زياد
زياد
کم
5
کنترل اضافه جريان
وجود ندارد
وجود ندارد
وجود دارد
وجود دارد
وجود دارد
6
قابليت اطمينان
کم
متوسط
متوسط
بالا
متوسط
7
راندمان
متوسط
متوسط
بالا
بالا
متوسط
جدول(2-2) شاخص هاي کليدي مبدل های تشدید با کلید زنی نرم
ردیف
شاخصه ها
حالت کلیدزنی اولیه
حالت کلیدزنی ثانویه
سطح ولتاژ خروجی
راندمان

مطالب مشابه در سایت

SABZFILE.COM

موجود است

نوع مبدل
وصل
قطع
وصل
قطع
کم
زیاد
کم باری
بار کامل
1
مبدل تشدید NV
ZVS
ZVS
ZVS
di/dt- زیاد
___
*
كم
بالا
2
مبدل تشدید نیم پل
ZVS
ZVS
ZVS
ZCS
___
*
متوسط
بالا
3
مبدل تشدید دو برابر کننده جریان نیم پل
سخت
ZCS
ZVS
ZVS
زیاد
di/dt
*
__
متوسط
بالا
4
مبدل تشدید دو برابر کننده جریان تمام پل
ZVS
سخت
ZVS
ZVS
زیاد
di/dt
*
__
کم
بالا
5
مبدل تشدیدی ترکیبی ZVZC با ترانسفورماتور پالسی
ZVS
ZVS/ZCS
ZVS
ZCS
__
*
کم
بالا
6
مبدل تشدید ZCS
ZCS

سایت ما حاوی پایان نامه های زیادی است – می توانید جستجو کنید :

ZVS
ZVS
ZCS
___
*
بالا
کم
7
مبدل شبه تشدید
ZCS
ZVS
ZVS
ZCS
___
*
كم
بالا
3.2.2 توپولوژي مبتني بر تقويت کننده هاي ولتاژ 24
اجزای اصلي توپولوژی مبتنی بر تقويت کننده هاي ولتاژ، خازن و ديود هستند. این توپولوژي با
کوک کرافت – والتون25 نقش قابل توجهي در افزايش ولتاژ درکاربردهای پلاسما و ارتباطات از قبيل: ميکرو الکترونيک، دستگاه هاي گيرنده فرکانس هاي راديويي و منابع توان پالسي و… دارد. شکل (2-13) نمونه اي از يک تقويت کننده ولتاژ N طبقه کوک کرافت – والتون را نشان داده است. از مشخصات مهم توپولوژي تقويت کننده ولتاژ که براي طراحي منابع توان پالسي پلاسما مي توان در نظر گرفت، اين است که سادگي وکاربردي بودن مدار تقويت کننده ولتاژ يکي از فاکتورهاي کلیدی استفاده گسترده آن است. اجزای اصلی هر طبقه شامل تعدادي از خازن و ديود است که کوپل شده اند و اين عمل باعث افزايش ولتاژ مي شود. عملکرد هر طبقه از اين تقويت کننده مي تواند به عنوان روند تکميلي و تحليلي براي اين توپولوژي باشد که افزايش ولتاژ خروجي را در پي دارد. بنابراين در اين توپولوژي نيازي به استفاده از گیت قطع و وصل کليدها و ترانزيستورها که همراه با مدارات کنترلي جانبي است، نمي باشد. روشن است اين مدارات کنترلي، تنظيمات را سنگين تر، پيچيده تر و گران تر می کند و در نتيجه قابليت اطمينان و راندمان سیستم کم مي شود. از سوي ديگر، ورودي مدار توپولوژی قابليت تغذيه از هر نوع شکل موج ورودي به جز شکل پالسي را دارد. بنابراین هيچ الزامي وجود ندارد که فقط شکل موج ورودی، سينوسي باشد. در اين توپولوژي مي توان ولتاژ را به مقدار زيادي با هرنوع شکل موج متناوبي از جمله سينوسي، ذوزنقه اي يا سينوسي هارمونيک دار که در ورودي داشته باشيم، افزايش داد. هم چنين شوک ولتاژي ناشی از dv/dt ايجاد شده که در ورودي اين مدار وجود دارد را می توان با کنترل جريان نشتي عبوري از خازن ها کنترل کرد.
از مزاياي عمده استفاده از تقويت کننده ولتاژ در پلاسما، داراي ابعاد کوچک و وزن کم هستند که راندمان وقابليت اطمينان بالايي دارند. معايب اصلي آن نيز عبارتنداز: تاخير زماني بين ورودي و خروجي مدار، که مقدار آن بزرگ مي باشد. بنابراين به ظرفيت مناسب خازني نياز است. اين مقدار را مي توان در محدوده قابل قبولي با افزايش فرکانس کاري تقويت کننده ها که از مبدل هاي AC-DC-AC در ورودي آن استفاده شود ، کاهش داد .
شکل (2-13)تقويت کننده ولتاژ N طبقه کوک کرافت – والتون

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید